本发明涉及一种氯碱废水的处理系统及工艺，具体涉及一种利用氯化钠电解液作为汲取液的氯碱废水正渗透处理系统及处理工艺，属于环保水处理技术领域。
背景技术：
氯碱化工是以氯化钠水溶液为原料制取氢氧化钠、氯气、氢气，并以氢氧化钠、氯气和氢气作为原料生产一系列化工产品的一类工业。氯碱行业在生产过程中需要使用大量的水来化盐，同时在后续的化工工艺中也会产生大量的富含盐分和有机物的废水。随着国家对环保的标准要求越来越高，实现水资源的高效循环利用和废水废渣的超低排放具有十分重要的现实意义。
氯碱化工废水中污染物成分复杂，冲击负荷较大，悬浮物浓度高，既包括含碱、含酸、含高盐、氯气等无机废水，又包括pvc等工艺离心母液等难降解有机废水，废水中缺乏氮磷营养盐，而且污染物呈溶解状、悬浮状或乳化状，并且某些污染物还具有持久不散的难闻气味，处理难度大。而这也是造成氯碱化工废水采用简单的处理方法难以实现经济有效的回收利用或排放的原因所在。
此外，氯碱化工废水还具有水量大、水质变化快、含盐量高、水质成份复杂、副产物多、污染物浓度高、难生物降解物质多、b/c比值低、可生化性差、重金属催化剂、盐、酸碱、表面活性剂等有毒有害污染物多等特点，如不处理直接排放，会对水体生物、生活饮用水和工农业生产用水产生极大的危害。同时，高盐废水对工业设备有腐蚀作用，导致设备服务年限缩短，而在软化该部分高盐废水的过程中所产生的软化废水又会对水体造成新的污染，进而形成恶性循环。
目前，处理高浓度含盐废水常用的处理方式有物理处理、化学处理、物化、生物处理以及膜处理等。其中，纳滤(nf)和反渗透(ro)处理是最常用的膜处理方法之一，其工作原理是利用一定压力下，高浓度溶液中的溶剂克服渗透压通过半透膜向低浓度溶液转移。由于该工艺需要克服渗透压，因此，在反渗透系统中，可处理的盐浓度水平与工作压力密切相关，要处理的盐浓度越高，要求的压力也越大。膜的通量也与压力成正比，盐浓度增加则需要提高工作压力，而压力过大则有可能会引起膜组件受损，且能耗也越高。在这种情况下，对高盐浓度的进水而言，反渗透系统是不具优势的。此外，反渗透膜在高工作压力下对有机物比较敏感，容易造成膜面的污堵，并且，还会因为浓差极化而造成膜面结晶或结垢，造成膜通量下降，影响系统稳定经济运行。
由于氯碱行业废水具有水量大、有机物和盐浓度较高等特点，其经过生化处理后虽然cod排放能达标，但如果要达到盐度的达标排放必须要经过脱盐处理。采用目前常用的膜法富集浓缩和蒸发结晶工艺，各类卷式膜可以将tds富集到30,000mg/l左右，振动膜或dtro膜技术可以将tds富集到100,000mg/l左右，然而，为了达到较高的富集浓度，还需要对进水做严格的预处理以防止膜污染。
正渗透(fo)是一种新型的膜分离处理技术，其以膜两侧的渗透压差为驱动力，溶液中的水分子从高水化学势区(原料液侧)通过正渗透膜向低水化学势区(汲取液侧)传递，而溶质分子或离子被阻挡拦截的一种膜分离处理技术。与反渗透等常用膜分离技术相比，正渗透不需要外加压力作为分离驱动力(或者在较低的外加压力下即可运行)，而是靠溶液自身的渗透压差作为驱动力使水通过分离膜而最终使得原料液浓缩以及汲取液稀释。相对于外加压力驱动技术，其还具有回收率高以及膜污染情况较轻等显著优势。
然而，当前的正渗透工艺，为了考虑汲取液的回收再利用，通常采用易回收的氨等易挥发物质作为汲取液，氨水一方面由于气味比较大，影响生产及工作环境；另一方面，氨水的回收和循环利用工艺明显增加了正渗透工艺的运行成本。而且，汲取液回收后的清水中如果铵离子或有机氮化合物的残留，在电解槽内会被氯转化为极易爆炸的ncl3，伴随氯气在液氯工序聚积而可能发生爆炸。因此，采用氨水作为汲取液的正渗透工艺，其回收后的清水不适合于在系统内回用，且运行成本较高。
技术实现要素：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、运行成本低，并可实现氯碱废水的再生及零排放的氯碱废水正渗透处理系统。此外，本发明的另一目的在于提供一种利用该正渗透处理系统处理氯碱废水的处理工艺。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种氯碱废水正渗透处理系统，包括与氯碱废水来水相连的正渗透处理单元，其中：所述正渗透处理单元包括正渗透膜组件，所述正渗透膜组件所产生的浓缩废水出口依次连接有蒸发结晶单元以及离心脱水单元，所述正渗透膜组件的汲取液入口连接有一次盐水储罐，所述一次盐水储罐中具有用于提供给所述正渗透组件的汲取液。
优选的是：所述汲取液为氯化钠溶液。
优选的是：所述系统还包括给所述一次盐水储罐提供汲取液的化盐单元。
优选的是：所述正渗透膜组件处理产生的稀释盐水进入到化盐单元中作为化盐用水。
优选的是：所述系统还包括设置在于所述正渗透处理单元和化盐单元之间的膜浓缩处理单元，且所述膜浓缩处理单元的浓缩液出口以及清液出口分别与一次盐水储罐的入水口以及化盐单元的入水口相连。
优选的是：所述系统还包括设置于正渗透处理单元的浓缩废水出口与蒸发结晶单元之间的等离子气化/氧化处理单元，所述等离子气化/氧化处理单元包括：
优选的是：所述系统还包括设置在废水来水与正渗透处理单元之间的生化处理单元，所述生化处理单元包括：
本发明的另一目的，一种利用如上所述的正渗透处理系统处理氯碱废水的处理工艺，其包括以下处理步骤：
a、以氯化钠溶液作为汲取液对废水进行正渗透处理；
b、对步骤a中正渗透处理产生的浓缩废水进行蒸发结晶处理；
c、对步骤b中蒸发结晶处理产生的固相进行脱水处理，处理产生的液相返回至步骤b中进行蒸发结晶处理，产生的固体盐回收或外排。
优选的是：所述步骤a中处理产生的稀释盐水和/或所述步骤b中处理产生的液相作为化盐用水。
优选的是：步骤a中处理产生的浓缩废水先经等离子气化/氧化处理后再进行蒸发结晶处理；和/或对步骤a中处理产生的稀释盐水先经振动膜纳滤处理，处理产生的浓缩盐水作为步骤a中的正渗透处理的汲取液，处理产生的清液作为化盐用水。
本发明的有益效果在于，本发明采用氯化钠溶液作为汲取液，利用正渗透工艺对氯碱废水进行正渗透处理，可实现利用一种工艺同时解决中水回用以及废水浓缩问题，并可节省正渗透处理汲取液的配置和再生费用，降低运行成本。此外，与传统的反渗透处理工艺相比，本申请采用正渗透处理工艺，其能耗更低且抗有机物污堵能力强，并能使废水浓度富集到20％以上，大幅降低后续蒸发处理成本。且系统处理过程中产生的清水可直接回用作为化盐用水，实现水资源的循环利用。
附图说明
图1示出了本发明所述的氯碱废水正渗透处理系统的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步说明。
如图1所示，本发明所述的氯碱废水正渗透处理系统，包括与氯碱废水的来水相连的正渗透处理单元，所述正渗透处理单元包括正渗透膜组件，所述正渗透膜组件的进水侧产生的浓缩废水通过管道依次连接有蒸发结晶单元以及离心脱水单元，所述正渗透膜组件的另一侧汲取液入口连接有一次盐水储罐，所述一次盐水储罐中储有作为正渗透膜组件的汲取液的一次盐水，在本发明中，所述一次盐水为质量浓度为30wt％左右的高浓度氯化钠溶液，优选15wt-25wt％的氯化钠溶液。此外，本发明所述的处理系统还可包括化盐单元，以给所述一次盐水储罐提供一次盐水。进一步地，一次盐水储罐中的一次盐水经正渗透膜组件处理后所产生的稀释盐水经正渗透处理单元的液相出口进入到化盐单元中作为化盐用水。更进一步地，为了保证正渗透处理单元的工作效率，当所述正渗透处理单元中的正渗透膜组件两侧的浓缩废水浓度与汲取液的浓度之差低于5％时，本发明所述的处理系统还可包括设置于所述正渗透处理单元的液相出口与化盐单元之间的膜浓缩处理单元，所述膜浓缩处理单元可包括振动式纳滤膜或反渗透膜，所述膜浓缩处理单元的浓缩液出口以及清液出口可分别与一次盐水储罐的入水口以及化盐单元的入水口相连，使得一次盐水储罐中的一次盐水经正渗透膜组件处理后所产生的稀释盐水可经正渗透处理单元的液相出口先进入到膜浓缩处理单元中进行纳滤或反渗透处理富集形成浓盐水后可经膜浓缩处理单元的浓缩液出口进入到一次盐水储罐中作为汲取液进行循环使用，膜浓缩处理单元处理产生的清液可经清液出口进入到化盐单元中作为化盐用水。需要注意的是，本发明的化盐单元中，工业盐经化盐处理形成的化盐水并经过混凝沉淀等工艺成为一次盐水的过程是氯碱行业的成熟工艺，为此不再赘述。
在本发明中，所述正渗透膜组件可以根据需求选择不同材质的中空纤维膜组件、卷式膜组件或平板膜组件。所述正渗透膜组件的进水侧产生的浓缩废水可经正渗透处理单元的浓缩废水出口进入到蒸发结晶单元进行蒸发、结晶处理；所述蒸发结晶单元可包括mvr蒸发结晶器或是本领域已知的各种适用于处理含盐废水的蒸发结晶器。所述蒸发结晶单元处理产生的液相可经管道送入化盐单元中作为化盐用水；处理产生的固相进入到离心脱水单元进行离心脱水处理。或者，根据正渗透膜组件的进水侧所产生的浓缩废水中的有机物含量，本发明所述的正渗透处理系统还可包括设置于正渗透处理单元的浓缩废水出口与蒸发结晶单元之间的等离子气化/氧化处理单元，以使得正渗透处理单元产生的浓缩废水先经等离子气化/氧化处理去除废水中的有机物后再进入到蒸发结晶单元中进行蒸发结晶处理。其中，所述等离子气化/氧化处理单元可包括等离子气化炉或等离子氧化炉。
所述离心脱水单元可包括离心脱水机或是本领域已知的各种离心脱水设备，离心脱水单元的液相出口与蒸发结晶单元的入水口相连，以使得经离心脱水单元处理产生的液相进入到蒸发结晶单元中再次进行蒸发结晶处理；经离心脱水单元处理产生固体盐可经固相出口外排或回收。
此外，本发明所述的处理系统，还可包括废水来水与正渗透处理单元之间的生化处理单元，氯碱废水来水先进生化处理单元处理后再进入到正渗透处理单元进行正渗透处理。其中，所述生化处理单元可采用本领域已知的各种生化处理设备/装置，在此不再一一赘述。
利用本发明如上所述的处理系统处理氯碱行业产生的有机废水，其处理步骤包括：
a、废水进入到正渗透处理单元的正渗透膜组件中进行正渗透处理，处理产生的位于正渗透膜组件的进水侧的浓缩废水进入到蒸发结晶单元中，正渗透膜组件的另一侧产生的稀释盐水可进入到化盐单元中作为化盐用水；
b、步骤a中处理产生的浓缩废水在蒸发结晶单元中进行蒸发结晶处理，处理产生液相进入到化盐单元中作为化盐用水，处理产生的固相进入离心脱水单元中；
c、步骤b中蒸发结晶产生的固相在离心脱水单元中进行离心脱水处理，处理产生的液相返回至步骤b中进行蒸发结晶处理，产生的固体盐可回收。
在本发明中，步骤a中，所述正渗透处理采用优选为15-25wt％的高浓度氯化钠溶液作为正渗透处理的汲取液。
进一步地：所述处理步骤还可包括：步骤a中处理产生的浓缩废水先经等离子气化或氧化处理以去除废水中的有机物后再进行蒸发结晶处理；
更进一步地，所述处理步骤还可包括：对步骤a中处理产生的稀释盐水进行过膜浓缩处理，处理产生的浓缩盐水可作为步骤a中正渗透处理的汲取液，处理产生的清液可作为化盐用水。
再进一步地，所述处理步骤还可包括：废水先经生化处理后再进行步骤a中的正渗透处理。
实施例1
以本发明如上所述的处理系统及工艺对某氯碱厂所产生的氯碱废水进行处理，其中，该废水的一次tds浓度约为300,000ppm，cod浓度为1,200ppm。各主要处理点处理前后的水质情况如表1所示：
表1废水处理数据
从表1的废水处理数据可看出，废水经生化处理后(即，正渗透处理的进液)，其cod可降至500mg/l，tds降至25,000mg/l。而经过正渗透处理后，废水的tds浓缩至250,000ppm，而与此同时，汲取液(氯化钠溶液)的浓度由300,000ppm稀释至70,000ppm。正渗透膜组件具有很高的有机物和盐分的截留率，可大幅降低后续的蒸发结晶处理成本；而汲取液被稀释后，其有机物含量不会明显增加，可用作化盐用水。正渗透膜组件的两侧具有明显浓度差，满足正渗透的运行要求，且整个运行过程中无需外加压力，系统的压力接近大气压，进水流速恒定。
相对于现有的采用易挥发的氨水等作为汲取液的正渗透处理工艺，本发明的处理系统及工艺以高浓度的nacl溶液作为汲取液，其优势主要在于：1)nacl溶液无毒无刺激性气味，对环境友好；2)对氯碱行业而言，nacl是主要原料，不会为增加汲取液成本；3)对废水中的盐进行浓缩和蒸发结晶，产生的水可作为化盐用水循环利用，真正实现零排放以及资源化利用；4)汲取液可回收并循环使用；5)正渗透处理回收氯碱废水中的大部分水后，剩余的污染物被浓缩，从而减少了后续处理的体积量，降低了蒸发结晶的成本。因此，本发明的处理系统及工艺不仅适用于处理氯碱废水，其也适用于处理其它行业所产生的废水，工艺简单、运行成本低，可实现废水的再生及零排放。
本发明已通过优选的实施方式进行了详尽的说明。然而，通过对前文的研读，对各实施方式的变化和增加也是本领域的一般技术人员所显而易见的。申请人的意图是所有这些变化和增加落在了本发明权利要求的保护范围中。本文中使用的术语仅为对具体的实施例加以说明，其并非意在对发明进行限制。除非另有定义，本文中使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均与本发明所属领域的一般技术人员的理解相同。公知的功能或结构出于简要和清楚的考虑或不再赘述。